谈多媒体在辅助中学物理实验教学中的应用

物理学是一门以实验为基础的科学。利用多媒体辅助教学不仅可以帮助学生理解物理实验、现场模拟操作,而且可以激发学生的学习兴趣,提高课堂教学的效率和质量。目前,多媒体技术的应用已把中学物理实验教学引入到全新的境界,有效地推动和改善了实验教学。但如果运用不当,反而会影响实验教学效果,妨碍学生动手能力和创新能力的提高。本文就多媒体在辅助中学物理实验教学中的应用,谈谈自已这方面的认识。

1.多媒体辅助中学物理实验教学的模式

1.1.辅助课堂演示实验教学

演示实验是教师做、学生看的示范性实验,它能创设情境,帮助学生研发认识,培养学生学习的兴趣。但演示实验中有的实验现象不明显、可见度不大,只有讲台附近的几个学生看得清,实际操作难以把握好。如果利用多媒体辅助教学,则可取得较好效果。例如,在《牛顿第二定律》的教学中,演示实验很难成功,于是很多教师干脆不做实验,用“黑板加粉笔”的形式完成教学,这对学生的笔试也许影响不大,但学生观察、归纳能力并没有得到培养。如果利用多媒体的放大、暂停等功能就能很好地解决该演示实验的难点。

1.2.辅助学生分组实验

1.2.1.实验操作的可视化指导

通过预置的规范操作,取代或辅助教师的口头叙述,更直观地讲解实验步骤。

1.2.2.强化实验重点

通过画面的布局、色彩、动画、音响效果、播放速度等的变化引起学生的注意,使学生更形象、更快捷地理解实验,突出和强化实验重点。

2.多媒体辅助中学物理实验教学的优势

2.1.对物理实验的重现和模拟

在普通物理实验中难以呈现的内容可以借助多媒体技术充分展现出来。像直线运动、自由落体运动、爆炸等过程,通过动画使

学生产生感性的认识后再理解相关的概念和原理就容易多了。有些重要作用的概念和规律在传统教学中只能利用一些图片或口头描述让学生进行想象的,如楞次定律中磁通量是看不见,摸不着的,让学生去想象磁通量的增加、减少及感应电流的磁场反抗这种变化实行起来比较困难,这也是教学中的一个难点,但如果用多媒体做逼真的模拟,就可以帮助学生摆脱这些认识障碍。这方面应用的例子还有原子弹爆炸、晶体结构、连通器原理、磁悬浮列车、激光、卫星运动轨道、通讯等。

2.2.表现手法的多样性

在课堂教学中,运用多媒体技术,可以模拟仿真各类情境,根据物理学的学科特点,针对不同的教学内容,综合运用声音、图像、视频、动画等多媒体手段创设情境,化不可见为可见,化静态为动态,化抽象为直观,化复杂多变为简洁明了,可以最大限制地调动学生的积极性,激发学生的学习兴趣,又能够充分表现教学内容,突出重点、突破难点,引导学生积极探索、主动学习。例如,发电机与电动机的工作原理、四冲程内燃机的工作过程等都可以用多媒体技术制作很漂亮的课件,运用视频或动画手段展示其过程,则可以引导学生突破思维障碍,帮助学生理解,使原本枯燥的教学活动充满了学习热情。

3.多媒体辅助中学物理实验教学存在的问题

3.1.未体现多媒体的优势

多媒体技术是运用计算机对文本、图形、图像、动画、视频、声音等多种信息进行综合处理与控制,实现人机交互操作的一种信息技术。但在实际教学中,很多教师只是把它当作单一媒体使用。例如,放一段录像,或放一段音乐,或打出一些文字内容。既浪费资源且达不到最佳效果。

3.2.过分依赖多媒体

3.2.1.用多媒体模拟演示代替真实实验

在物理教学中,演示实验是最基本的教学手段同之一,具有不可替代的地位,尽管用多媒体模拟可以带给人更加强烈的视听刺激,更为细腻的物理过程,更加直观的结果分析。但它不具有实物带给人的真实空间感、实验可信度、以及实验过程中师生的情感交流。如果简单地把演示实验搬到屏幕上就违背了认知规律,只有使两者恰当地结合,将其作为物理过程的再现、结果的分析、规律的总结等,才能取得好的教学效果。

3.2.2.用多媒体模拟实验取代学生分组实验

学生分组实验的目的在于提高学生动手能力、分析归纳能力和创新能力。目前,有一些教师过分依赖多媒体实验,导致放弃运用实验的直观教学方法的现象,不利于全面提高学生素质,严重阻碍了培养具有创新能力的人才,陷入了“多媒体万能”的误区。

3.3.多媒体相对滞后

运用多媒体辅助中学物理实验教学,必须要有相应的课件。目前,现成的课件多由计算机专业人员制成,而他们并非一线教师,对教材的把握,对重点、难点的理解,存在着或多或少的不足,在应用中,势必使教学效果大打折扣。

4.多媒体辅助中学物理实验教学对策研究

通过大量的实践和思考,在中学物理实验教学中多媒体辅助教学发挥的作用是:“能做实验”的补充、“难做实验”的模拟,复杂物理现象的展示、抽物理概念的剖析、微观世界的放大、宏观世界的缩小。

4.1.比较清晰的宏观物理实验

在教学中一定要做好实验,不能用“模

拟实验”来代替。但可以发挥多媒体技术的优势,在科学模拟的基础上来分析瞬间实验现象,把由形象思维过渡到抽象思维的过程呈现出来,使学生能更深刻地理解物理规律。如《电磁感应现象》中导体切割磁感线、磁通量的变化等都是一些看不见、摸不着的东西,学生很难理解、感受不深,若在学生实验的基础上再用模拟实验来分析导体怎样切割磁感线,磁通量是怎样变化的,学生得到直观、形象的认识,无需教师多费口舌,很容易就理解其中的原理,认清了概念的本质。

4.2.对中学不具备条件、不可能做出的实验或不可能在课堂再现的实验

应尽量利用视频资源来呈现,给学生一个真实感,没有视频的也可以利用多媒体进行科学模拟。例如《弹力与形变的关系》中引入一段蹦极的视频比用计算机模拟更能让学生接受。再如《作用力与反作用力》就可以用一段湖面上两船相互作用的视频,而不一定要用模拟来帮助学生分析和理解。

4.3.对课堂实验现象不够清晰,或不能完全定量进行的实验

可以用多媒体来模拟补充,引导学生得出正确的规律。例如在《电荷间的相互作用》中库仑定律在教学中很难完全利用实验总结出规律,若在实验的基础上再利用课件来模拟,引导学生得出正确的规律比填鸭式的硬把结论教给学生要好得多。

4.4.实验过程进行比较快的实验

有许多物理现象从发生到结束都是很快的。在教学中要想获得良好的实验效果,就必须把这样的“快节奏”实验变为“慢镜头”实验,让学生有充裕的时间进行观察,从而掌握现象的本质。平抛运动实验就是一个典型的范例。用多媒体模拟实验,可以通过改变物理的初速度来控制其运动的快慢,并随时用“暂停”键定格某一瞬间让学生仔细观察,还可以使学生清楚地看到物体运动的轨迹和它在水平方向和竖直方向上运动的情况。

4.5.用软件处理实验数据

充分发挥现代信息技术给教学带来的便利,借用计算机来处理实验数据,既符合新课程的教学理念,又激发学生的学习兴趣。例如《探究自由落体运动的规律》利用Excel软件来处理数据,把S和t的数据填入相应的单元格中,由软件来得到S-t图像和S-t2图像。学生根据图像很直观的得到S、t之间的关系是一条曲线,而S、t2之间的关系是一条直线,从而得出正确的结论。

用多媒体辅助实验教学,即使它再生动、直观、逼真,也毕竟是虚拟的,无法真正表达出物理实验所蕴含的深刻意义。因此在演示实验教学中,要充分认识到实验本身的重要性,明确多媒体辅助教学只是演示实验的一种辅助手段,不能代替物理实验本身,使用多媒体辅助教学要做到适时、适量,才能体现其优越性。所以,凡是能够由教师动手演示的实验,以及能够通过改善仪器、改善方法就可以增强实验效果的实验,就一定要尝试改善,而不能单纯地依靠多媒体技术。

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